JP4131435B2

JP4131435B2 - 乾式ガス安全器

Info

Publication number: JP4131435B2
Application number: JP2003309560A
Authority: JP
Inventors: 雅行阿部
Original assignee: 株式会社三輝
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-09-02
Also published as: US20050045226A1; US7178548B2; HK1073808A1; CN1589927A; CN100558429C; JP2005077015A

Description

本発明は、燃焼ガスを用いてガス溶接やガス溶断作業を行う際、逆火や火災等の異常事態が発生したときに、燃焼ガスの供給源に悪影響を及ぼさないようガス流路を遮断できるようにした乾式ガス安全器に関するものである。

ガス溶接や溶断作業等における安全器として、燃焼ガスが充填されたボンベとトーチ間を連結するホース内に逆火を伴う燃焼ガスの逆流が生じた際、その逆流を阻止するよう流路遮断機構を有する乾式ガス安全器が用いられている。この安全器は、二次側から一次側へ逆流が発生したとき、その逆流圧によって作用し、逆流現象が解消した際には、再び遮断機構をリセットして使用できるよう構成されているが、逆流圧が作用しない状況では逆流を阻止できるように構成されていない。一方、通常の使用状態において、トーチのバルブを閉じた状態ではホース内に燃焼ガスが溜っているから、若し周辺環境に異常事態が発生して周囲温度が高温になったり、火災が発生してホースが破損し該ホースから火が入ると、非常に危険である。すなわち、従来の安全器では、逆火による逆流圧により作動する構成であるので、ホースが破損され該ホースから吹き出したガスが単に燃焼している段階では、逆流圧は生じず、上記安全器は機能しないからである。

そのような事態を生じないよう逆流圧により流路を遮断する流路遮断機構を有する乾式ガス安全器において、さらに周囲温度が高温になった際にも燃焼ガスが流れる流路を遮断できる高温時遮断機構を備えた乾式ガス安全器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この高温時遮断機構は、燃焼ガスが流出する二次側開口部に弁座を形成し、この弁座に対向し後退位置に低温ハンダで仮固定された遮断弁を有している。火災が発生して周囲温度が高温になると、上記低温ハンダが溶け、遮断弁の仮固定が解放され、遮断弁は突出位置に移動し、上記弁座に押し付けられ、流路を閉塞する。

通常、上記遮断弁の外周には、弁座に押し付けたとき、該弁座に密着するようＯリング等の弾性パッキングを設けて流路を確実に遮断するように構成されている。ところが、この遮断弁は、二次側開口に対向しているから、逆火を伴う逆流が生じた際には、上記遮断弁の周囲を通過する火炎により上記弾性パッキングは損傷するおそれがある。上述したように、二次側から一次側へ向かう逆流現象が消失したときには、上記乾式ガス安全器の流路遮断機構はリセットして再使用できるように構成されているので、逆火を伴う逆流現象が生じるたびに、上記遮断弁の弾性パッキングは一層劣化する。その結果、逆流圧を生じることなく、周囲に火災が発生したような場合、高温時遮断機構の上記遮断弁が突出位置に移動しても流路を確実に閉塞できなくなることがあった。
特開２００１−２８９３４６号公報

本発明の解決課題は、上記のように燃焼ガスが逆流したときに流路を遮断すると共に周囲温度が高温になったときにも流路を遮断できるようにした乾式ガス安全器において、高温時遮断機構の遮断弁が火炎により損傷しにくく、所要の際に確実に動作するようにした乾式ガス安全器を提供することである。

本発明によれば、燃焼ガスの供給源側に連絡する一次側開口とトーチ側に連絡する二次側開口を有する流路を形成したケース本体と、上記流路を開放する二次側位置と該流路を閉塞する一次側位置に移動可能に設けられたスピンドルと、該スピンドルを二次側位置方向へ付勢し、二次側開口から一次側開口へ向かう逆流の圧力により上記スピンドルが一次側位置方向へ移動することを許容するスピンドルばねと、上記二次側開口近くに設けられ、上記逆流に伴う逆火を消炎するフィルターと、上記流路を閉塞する突出位置に向けて移動可能に設けられ、周囲温度が高温になったとき低温溶融物が溶融して上記突出位置に移動できるよう低温溶融物により後退位置に仮固定された遮断弁と、該遮断弁を突出位置に向けて付勢する遮断弁ばねを具備し、上記流路の一次側開口近くに一次側開口から二次側開口へ向かう正常流により流路を開放するよう移動する逆止弁を設け、該逆止弁の内方に上記遮断弁を設けたことを特徴とする乾式ガス安全器が提供され、上記課題が解決される。

本発明は上記のように構成され、二次側開口から逆火を伴う逆流が生じた場合には、フィルターにより逆火が消炎され、逆流圧によりスピンドルが二次側位置から一次側位置に移動して流路を閉塞し、一次側に逆火が及ばないようにすることができる。また、火災を生じたりして周囲温度が高温になると、低温溶融物が溶融して遮断弁が突出位置に移動し、流路を閉塞して燃焼ガスの流出を阻止することができる。その上、該遮断弁は、逆火を消炎する上記フィルターよりも一次側開口側の流路内に設けられているから、逆火が該遮断弁にまで達することはなく、遮断弁に設けた弾性パッキングが火炎により損傷しないようにでき、その結果、高温時に流路を確実に遮断することが可能であり、長期にわたって使用することができる。

図１は、本発明の乾式ガス安全器の一実施例を示し、図において、ケース本体（１）は、軸方向に貫通する第１流路（２）と該第１流路（２）に交叉する方向に延びる第２流路（３）を有する三方穴構造に形成されている。上記第１流路（２）には、燃焼ガスの供給源側に連絡する一次側開口（４）が形成され、上記第２流路（３）には、トーチ側に連絡する二次側開口（５）が形成されている。上記ケース本体（１）の一次側開口（４）の周囲には、袋ナット（６）が設けられ、該袋ナットによりボンベ等の一次側の機器に連絡するホース等が接続される。また、上記ケース本体（１）の二次側には、二次側本体（７）がねじ着され、トーチ等の二次側の機器が該二次側本体（７）に接続される。

上記ケース本体（１）の第２流路（３）内には、スピンドル（８）が軸方向に移動可能に設けられており、該スピンドル（８）は流路（３）を開放する二次側位置（図１に示す位置）と、該流路（３）を閉塞する一次側位置（図３に示す位置）の間で移動し、二次側位置方向にスピンドルばね（９）で付勢されている。該スピンドル（８）の一方の端部（１０）は、二次側開口（５）方向に延び、二次側本体（７）に支持されている受座（１１）の内筒（１２）内に摺動自在に挿入されている。該スピンドル（８）の他方の端部（１３）は、上記第２流路（３）の延長線上に存する受孔（１４）内に摺動自在に挿入されている。上記各挿入部のスピンドルの外周には、シール用のＯリング（１５）、（１５）がそれぞれ設けられている。

上記スピンドル（８）の径大部（１６）には、パッキング（１７）を取付けてあり、該スピンドル（８）が逆流圧により一次側位置へ移動（図１において左行）したとき、上記第２流路（３）の内面（１８）に気密状態に接触して該流路を閉塞する。

上記第２流路（３）には、上記二次側本体（７）をねじ着したとき受座（１１）、パッキング（１９）を介してケース本体（１）に挟着保持されるよう消炎機能を有するフィルター（２０）が設けられている。該フィルター（２０）の周囲に形成される流路（２１）は、上記受座（１１）に形成した半径方向の流路（２２）を通って二次側開口（５）に通じており、該フィルター（２０）は二次側開口から一次側開口へ向かう逆火を伴う逆流が発生した際、逆火を消炎し、ガスのみを通過させる。

上記第１流路（２）には、逆止弁（２３）が設けられている。図１においては、一次側開口から二次側開口へ向かう正常流のとき、該正常流圧により逆止弁ばね（２４）に抗して二次側へ移動するよう逆止弁本体（２５）が設けられている。一次側から供給されたガスの正常流の流圧が上記逆止弁ばね（２４）のばね圧より大きくなるとシートパッキング（２６）から上記逆止弁本体（２５）が離れて流路を開放する。上記ガスの流圧が小さくなり、若しくは二次側から逆流圧が作用すると上記逆止弁本体（２５）は上記シートパッキング（２６）に押し付けられ、Ｏリング（２７）が該シートパッキング（２６）に密着して流路を閉塞する。なお、上記シートパッキング（２６）は、合成樹脂材料で作られた筒状のシートパッキング本体（２８）の内面に形成されている。該シートパッキング本体（２８）は、図２に示すように外周に係止爪（２９）を有し、一次側開口（４）からケース本体（１）内に挿入され、該ケース本体の内面に形成した環状溝（３０）に上記係止爪（２９）を係合することにより該ケース本体（１）に装着されている。該シートパッキング本体（２８）の外周にはＯリング（３１）を設けてあるが、該シートパッキング本体（２８）を装着する際、該シートパッキング本体を単に押し込むだけで、ねじ結合のように旋回することはないので、該Ｏリング（３１）が円周方向に引張られてねじられることはなく、装着状態を維持でき、確実にシールすることができる。また、上記逆止弁本体（２５）の保持筒（３２）の周囲には、図２に示すように第１流路（２）の内面に接するよう小突起（３３）・・・を設けてあり、該逆止弁本体（２５）の外周を通る流路が確保されている。

上記スピンドル（８）の上記端部（１３）には、該スピンドル（８）が逆流圧により上記スピンドルばね（９）に抗して一次側へ移動したとき、一次側位置にスピンドルを拘束するための拘束手段が設けられている。該拘束手段は種々に構成することができるが、図１においては、上記スピンドル（８）が一次側位置に移動したときボ−ル（３４）が係合するよう連結溝（３５）をスピンドル（８）に形成し、上記ボ−ル（３４）を押圧するための小径部（３６）を有するスリーブ（３７）及びスリーブばね（３８）をケース本体（１）の周囲に設けてある。該スリーブ（３７）の大径部（３９）が上記ボ−ル（３４）に対応する位置に存するようにスリーブ（３７）を移動させれば、上記ボ−ル（３４）は上記連結溝（３５）から後退して上記スピンドル（８）はばね（９）により二次側位置に移動し、流路は開放される（図１参照）。

図１に示す状態から、スピンドルが一次側位置に移動すると、図３に示すように上記ボール（３４）が連結溝（３５）に入り込み、該ボール（３４）の外周はスリーブ（３７）の小径部（３６）により押えられ、該スピンドル（８）は一次側位置に拘束される。なお、上記ケース本体（１）には、スリーブ（３７）がスピンドル（８）を拘束する位置に移動したとき表われるようカラーリング（４０）を設けてあり、これにより上記スピンドル（８）が一次側位置、すなわち逆流防止位置にあることが分かる。また、上記スリーブ（３７）の周囲に各種の色違いのカラーリング（４１）を嵌着し、使用するガスの種類に対応して識別できるようにしてある。

上記フィルター（２０）よりも一次側開口（４）側の流路内の適宜位置には、周囲温度が高温になったとき該流路を閉塞するよう遮断弁（４２）が設けられている。該遮断弁（４２）は流路内の適宜位置に設けることができるが、図１に示す実施例においては、上記第１流路（２）に存する逆止弁（２３）の内方に設けてある。図１、図２を参照し、遮断弁（４２）は、上記逆止弁本体（２５）の保持筒（３２）内に挿入される細径の軸部（４３）を有する遮断弁本体（４４）を具備し、該遮断弁本体（４４）の外方端（４５）にはＯリング（４６）が嵌着され、該外方端（４５）に対向する第１流路（２）内には弁座（４７）が形成されている。

上記遮断弁本体（４４）の内方端には頭部（４８）が形成され、上記保持筒（３２）の底部（４９）と上記外方端（４５）間には該遮断弁本体（４４）を突出位置に向けて付勢する遮断弁ばね（５０）が設けられている。

上記保持筒（３２）の内面には、ねじ溝等により凹凸面（５１）が形成され、該凹凸面（５１）と軸部（４３）間には低温ハンダ等の低温溶融物（５２）が充填され、上記遮断弁本体（４４）を後退位置に仮固定している。この低温ハンダは、約９５℃で溶融する材料を用いているが、使用場所に応じて溶融温度がもっと高い若しくは低いハンダその他の適宜の物質を用いることができる。なお、上記遮断弁本体（４４）を保持筒（３２）内に仮固定する構造は、図１に示す実施例の外の適宜の構造にすることができる。

而して、袋ナット（６）によりケース本体（１）をボンベ（図示略）側に接続し、該ボンベからの燃焼ガスを上記第１流路（２）に供給すると、その流圧により逆止弁（２３）の逆止弁本体（２５）はばね（２４）に抗して移動し、上記ガスは第２流路（３）に入り、流路（２１）、（２２）を通って二次側へ流れ、図を省いたトーチに供給される。

二次側で逆火を伴う燃焼ガスの逆流が生じた場合、逆流圧で逆止弁（２３）は流路（２）を閉鎖し、スピンドル（８）の二次側の端部（１０）に作用する逆流圧で該スピンドル（８）は、図１において左行し、第２流路（３）を閉塞する（図３）。この際、一次側へ向かう逆火は、上記フィルター（２０）により消炎され、上記遮断弁（４２）の位置まで火炎が達することはない。上記スピンドル（８）は、逆流位置で拘束手段により拘束されているが、上述したように、逆流現象が止まったとき、上記スリ−ブ（３７）を操作することにより図１に示す状態に復帰させることができる。

上記本体の周囲が何らかの原因で、例えば異常昇温や火災等により高温になると、上記低温溶融物（５２）は溶融し、上記遮断弁本体（４４）はばね（５０）により後退位置から二次側に向かって突出し、流路に形成した弁座（４７）に押し付けられる（図４）。これにより、二次側への燃焼ガスの供給を停止することができる。この際、上述したように、逆火による火炎は遮断弁本体（４４）に設けたＯリング（４６）の部分には及んでいないから、該Ｏリングが逆火により損傷されていることはなく、確実に弁座（４７）に密着し、流路（２）を遮断することができる。

本発明の一実施例を示し、正常流が流れている状態の一部縦断正面図。逆止弁及び遮断弁の分解斜視図。スピンドルが一次側位置へ移動した状態の一部の断面図。遮断弁が突出位置へ移動した状態の一部の断面図。

符号の説明

１ケース本体
２第１流路
３第２流路
４一次側開口
５二次側開口
７二次側本体
８スピンドル
９スピンドルばね
２０フィルター
２３逆止弁
３２保持筒
４２遮断弁
４４遮断弁本体
４７弁座
５０遮断弁ばね
５２低温溶融物

Claims

燃焼ガスの供給源側に連絡する一次側開口とトーチ側に連絡する二次側開口を有する流路を形成したケース本体と、上記流路を開放する二次側位置と該流路を閉塞する一次側位置に移動可能に設けられたスピンドルと、該スピンドルを二次側位置方向へ付勢し、二次側開口から一次側開口へ向かう逆流の圧力により上記スピンドルが一次側位置方向へ移動することを許容するスピンドルばねと、上記二次側開口近くに設けられ、上記逆流に伴う逆火を消炎するフィルターと、上記流路を閉塞する突出位置に向けて移動可能に設けられ、周囲温度が高温になったとき低温溶融物が溶融して上記突出位置に移動できるよう低温溶融物により後退位置に仮固定された遮断弁と、該遮断弁を突出位置に向けて付勢する遮断弁ばねを具備し、上記流路の一次側開口近くに一次側開口から二次側開口へ向かう正常流により流路を開放するよう移動する逆止弁を設け、該逆止弁の内方に上記遮断弁を設けたことを特徴とする乾式ガス安全器。
上記逆止弁は保持筒を有する逆止弁本体を具備し、該保持筒内に上記遮断弁の遮断弁本体と上記遮断弁ばねを挿入し、該遮断弁本体と上記保持筒間に上記低温溶融物を充填し遮断弁本体を後退位置に仮固定している請求項１に記載の乾式ガス安全器。
上記遮断弁本体を仮固定した逆止弁本体は一次側開口から流路内に挿入され、シートパッキングを有するシートパッキング本体を逆止弁本体の外方に固定することによりケース本体に組み込まれている請求項２に記載の乾式ガス安全器。
上記シートパッキング本体は外周に係止爪を有し、該係止爪をケース本体の内面に形成した環状溝に係合することにより該ケース本体に固定されている請求項３に記載の乾式ガス安全器。
上記流路は一次側開口に通じる第１流路と、該第１流路と交叉する方向に延び二次側開口に通じる第２流路を有し、上記遮断弁は第１流路内に設けられ、上記スピンドル及びフィルターは上記第２流路内に設けられている請求項１に記載の乾式ガス安全器。
上記ケース本体には逆流の圧力により一次側位置へ移動したスピンドルをその位置に拘束する拘束手段が設けられている請求項１に記載の乾式ガス安全器。